田 坤，謝銳杰，王果壽，秦 剛，田東恩

（長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北武漢430100）

位于鄂爾多斯盆地中東部的延長(zhǎng)油田，年產(chǎn)原油連續(xù)11年穩(wěn)產(chǎn)在1000×104t以上，目前已探明并投入開(kāi)發(fā)的延長(zhǎng)組低滲及致密油石油地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)20×108t，其中8.5×108t儲(chǔ)量因儲(chǔ)層類(lèi)型多樣、物性差、注水困難等原因仍然無(wú)法開(kāi)發(fā)或靠天然能量開(kāi)發(fā)，單井產(chǎn)量低、采收率低，經(jīng)濟(jì)效益差，且目前以致密油為主的延長(zhǎng)組長(zhǎng)6-長(zhǎng)10段仍然是延長(zhǎng)油田勘探開(kāi)發(fā)的主要層位，這些問(wèn)題制約了勘探成功率和開(kāi)發(fā)效益的提高。關(guān)于國(guó)內(nèi)低滲致密儲(chǔ)層研究，國(guó)家能源局、國(guó)土資源部等機(jī)構(gòu)和羅蟄潭、趙靖舟、賈承造、李道品、張鐘宏、賈培鋒等專(zhuān)家學(xué)者在不同時(shí)期對(duì)低滲、特低滲、超低滲或致密儲(chǔ)層有了不同的分類(lèi)評(píng)價(jià)方法[1-8]，但應(yīng)用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)相結(jié)合開(kāi)展特低滲致密儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)分類(lèi)研究未見(jiàn)論述，針對(duì)延長(zhǎng)油田特低滲致密儲(chǔ)層的綜合評(píng)價(jià)分類(lèi)研究未見(jiàn)論述。

1 低滲致密儲(chǔ)層靜態(tài)特征

1.1 巖性物性特征

延長(zhǎng)油田延長(zhǎng)組儲(chǔ)層均為長(zhǎng)石砂巖或巖屑長(zhǎng)石砂巖，其中長(zhǎng)8-10段砂巖碎屑占總比為67%～95%，平均73.2%，碎屑成分以長(zhǎng)石為主，占42.8%，其次為石英占26%，見(jiàn)千枚巖、噴發(fā)巖、云母等，填隙物平均含量26.8%，方解石、鐵白云石、水云母、綠泥石含量均大于2.5%，見(jiàn)鐵方解石、菱鐵礦等。長(zhǎng)6砂巖碎屑占總比例為82%～91%，平均87.2%，碎屑成分以長(zhǎng)石為主，占65.3%，其次為石英占25.4%，見(jiàn)變質(zhì)巖屑、云母、噴發(fā)巖等，填隙物平均12.8%，以綠泥石、水云母為主，見(jiàn)鐵方解石、黃鐵礦等。長(zhǎng)2為長(zhǎng)石砂巖或巖屑長(zhǎng)石砂巖，碎屑含量在76%～97%之間，長(zhǎng)石含量55.5%，石英含量23.4%，填隙物含量9.1%，以綠泥石和方解石為主，含量均在3.6%以上，見(jiàn)石英加大、濁沸石、菱鐵礦等[9]。從長(zhǎng)10段向上至長(zhǎng)2段，儲(chǔ)層填隙物含量逐漸減少，儲(chǔ)層孔隙度由1.4%逐漸上升到16.7%，滲透率由0.03×10-3μm2上升到11.86×10-3μm2。

1.2 啟動(dòng)壓力梯度及孔喉中值半徑

應(yīng)用延長(zhǎng)油田56塊密閉取芯樣品，對(duì)長(zhǎng)2、長(zhǎng)6、長(zhǎng)8-10低滲致密儲(chǔ)層進(jìn)行壓汞分析：隨著滲透率的降低啟動(dòng)壓力梯度逐漸增高，隨著滲透率的降低孔喉中值半徑逐漸變小，并且有明顯的突變關(guān)系（圖1）。

滲透率大于等于4.6×10-3μm2時(shí)啟動(dòng)壓力梯度小于0.01MPa/m，孔候中值半徑處于5.96～32.82μm之間，平均19.63μm；滲透率在0.51×10-3μm2（含）～4.6×10-3μm2時(shí)啟動(dòng)壓力梯度處于0.01～1.59MPa/m之間，平均0.57MPa/m，孔候中值半徑處于0.11～9.95μm之間，平均0.71μm；滲透率在0.1×10-3μm2（含）～0.51×10-3μm2時(shí)啟動(dòng)壓力梯度處于0.31～6.37MPa/m之間，平均1.65MPa/m，孔候中值半徑處于0.08～2.51μm之間，平均0.32μm；滲透率小于0.1×10-3μm2時(shí)啟動(dòng)壓力梯度突然上升為4.5～17.5MPa/m，平均8.01MPa/m，孔候中值半徑快速降到0.2μm之下[10]。

圖1 低滲致密儲(chǔ)層滲透率與啟動(dòng)壓力梯度和孔喉中值半徑的關(guān)系

1.3 壓力敏感性

應(yīng)用延長(zhǎng)油田31塊密閉取芯樣品，在覆壓10MPa和20MPa下對(duì)長(zhǎng)2、長(zhǎng)6、長(zhǎng)8-10低滲致密儲(chǔ)層開(kāi)展覆壓滲透率、孔隙度損失實(shí)驗(yàn)研究：滲透率、孔隙度平均損失率呈現(xiàn)明顯的臺(tái)階式變化（圖2）。

圖2 覆壓對(duì)低滲致密儲(chǔ)層滲透率孔隙度的影響

在覆壓10MPa下，當(dāng)滲透率大于等于2.25MPa時(shí)，滲透率損失幅度14.01%，滲透率損失程度低，當(dāng)滲透率在2.25MPa～0.5MPa（含）區(qū)間時(shí)，滲透率損失程度52.41%，當(dāng)滲透率在0.5MPa～0.18MPa（含）區(qū)間時(shí)，滲透率損失程度43.51%，當(dāng)滲透率小于0.18MPa時(shí)滲透率損失程度69.33%。當(dāng)孔隙度大于14.5%時(shí)，孔隙度損失幅度7.18%，孔隙度損失程度低，當(dāng)孔隙度在14.5%～8.0%（含）區(qū)間時(shí)，孔隙度損失程度9.94%，當(dāng)孔隙度小于8.0%時(shí)孔隙度損失程度20.36%；同樣覆壓條件下滲透率損失程度是孔隙度的2～5倍；覆壓20MPa下滲透率和孔隙度損失具有相似的規(guī)律。當(dāng)滲透率在2.25×10-3μm2（含）～0.18×10-3μm2和孔隙度在14.5%～8.0%（含）區(qū)間時(shí)，滲透率和孔隙度損失率上下波動(dòng)，這主要原因是長(zhǎng)6儲(chǔ)層廣泛發(fā)育天然微裂縫所致，由于儲(chǔ)層多樣性和天然裂縫的影響，低滲致密儲(chǔ)層滲透率和孔隙度間相關(guān)系數(shù)只有0.31。

2 低滲致密儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)特征

2.1 可動(dòng)流體飽和度

應(yīng)用延長(zhǎng)油田61塊密閉取芯樣品，對(duì)長(zhǎng)2、長(zhǎng)6、長(zhǎng)8-10低滲致密儲(chǔ)層實(shí)驗(yàn)研究，滲透率與可動(dòng)流體飽和度間有明顯的四段式關(guān)系（圖3）。

圖3 低滲致密儲(chǔ)層滲透率與孔隙可動(dòng)流體飽和度的關(guān)系

滲透率大于等于2.1×10-3μm2的低滲儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度隨著滲透率的降低而降低，這部分儲(chǔ)層以長(zhǎng)2段為主，平均可動(dòng)流體飽和度35.20%；滲透率在（2.1～0.25）×10-3μm2（含）時(shí)儲(chǔ)層平均可動(dòng)流體飽和度值達(dá)38.47%，且上下有50%的振幅，這部分儲(chǔ)層以長(zhǎng)6為主，分析原因是部分樣品有天然微裂縫所致；滲透率在（0.25～0.07）×10-3μm2（含）間時(shí)儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度值較小，平均可動(dòng)流體飽和度32.02%，這部分儲(chǔ)層以長(zhǎng)8長(zhǎng)10儲(chǔ)層為主；滲透率小于0.07mD時(shí)儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度值小，平均值為30.01%。

2.2 水驅(qū)效率

應(yīng)用延長(zhǎng)油田50塊密閉取芯樣品，對(duì)長(zhǎng)2、長(zhǎng)6、長(zhǎng)8-10低滲致密儲(chǔ)層做水驅(qū)實(shí)驗(yàn)研究，滲透率與水驅(qū)效率間有明顯的三段式關(guān)系（圖4）。

低滲致密儲(chǔ)層隨著滲透率降低，無(wú)水期驅(qū)油效率逐漸降低，滲透率大于等于1×10-3μm2時(shí)平均無(wú)水期驅(qū)油效率為32.73%，滲透率在1.0×10-3μm2～0.2×10-3μm2（含）時(shí)，其平均無(wú)水期水驅(qū)效率為28.49%，致密儲(chǔ)層滲透率小于0.2×10-3μm2時(shí)，其平均無(wú)水期水驅(qū)效率為21.63%。低滲致密儲(chǔ)層無(wú)水期水驅(qū)效率和最終水驅(qū)效率間沒(méi)有明顯的規(guī)律性變化關(guān)系，無(wú)水期水驅(qū)效率平均值29.06%，占其最終水驅(qū)效率的54.70%。與中高滲儲(chǔ)層水驅(qū)效率對(duì)比，低滲致密儲(chǔ)層最終水驅(qū)效率平均值較本區(qū)延安組中高滲儲(chǔ)層最終水驅(qū)效率平均值低8.79%，比大慶油田高滲儲(chǔ)層最終水驅(qū)效率平均值低20%。

圖4 低滲致密儲(chǔ)層滲透率與水驅(qū)效率的關(guān)系

3 延長(zhǎng)油田低滲致密儲(chǔ)層分類(lèi)

3.1 低滲致密儲(chǔ)層分類(lèi)

依據(jù)低滲致密儲(chǔ)層的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特征對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，共分為4類(lèi)儲(chǔ)層和非儲(chǔ)層，見(jiàn)表1。

3.2 低滲致密儲(chǔ)層分類(lèi)評(píng)價(jià)應(yīng)用

表1 延長(zhǎng)油田低滲致密儲(chǔ)層分類(lèi)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

延長(zhǎng)組4類(lèi)儲(chǔ)層脆性指數(shù)在69%～90.7%之間，可壓性較好，其中長(zhǎng)6儲(chǔ)層的可壓性好于長(zhǎng)2儲(chǔ)層，長(zhǎng)2儲(chǔ)層的可壓性好于長(zhǎng)7-長(zhǎng)10儲(chǔ)層；四類(lèi)儲(chǔ)層無(wú)水期水驅(qū)效率平均值29.06%，最終水驅(qū)效率53.15%，無(wú)水期采出程度超過(guò)最終采收率一半。

一類(lèi)儲(chǔ)層以長(zhǎng)2三角洲平原分流河道細(xì)砂巖沉積為主，本類(lèi)砂巖填隙物比例小，啟動(dòng)壓力梯度低，地層能量下降后滲透率損失率低，注水開(kāi)發(fā)不用考慮啟動(dòng)壓力梯度對(duì)井網(wǎng)的影響，注入水懸浮物粒徑小于5μm對(duì)注水開(kāi)發(fā)影響不大。二類(lèi)儲(chǔ)層以長(zhǎng)6三角洲前緣、三角洲平原分流河道和長(zhǎng)2決口扇沉積為主，本類(lèi)儲(chǔ)層夾層和裂縫發(fā)育，啟動(dòng)壓力梯度變化較大，地層能量下降后滲透率損失較大，超前注水開(kāi)發(fā)可防止?jié)B透率損失；在分流河道側(cè)翼靠近分流間灣和決口扇扇端物性變差的區(qū)域啟動(dòng)壓力梯度0.5MPa/m，1000m井深，注采井距50m需要注水井口壓力15MPa才能建立起有效的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，此類(lèi)儲(chǔ)層平均喉道中值半徑0.71μm，懸浮物粒徑小于0.5μm才能有效注水。三類(lèi)儲(chǔ)層以下組合長(zhǎng)7-長(zhǎng)10段前三角洲、三角洲前緣、三角洲平原致密粉砂巖沉積為主，見(jiàn)重力流形成的濁積巖和崩塌巖，本類(lèi)儲(chǔ)層平均喉道中值半徑小于0.32μm，平均啟動(dòng)壓力梯度大于1.5MPa/m，1000m井深，注采井距50m需要注水井口壓力大于65MPa才能建立起有效的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可見(jiàn)此類(lèi)儲(chǔ)層常規(guī)注采井網(wǎng)注水開(kāi)發(fā)不可行；四類(lèi)儲(chǔ)層常規(guī)壓裂垂直人工裂縫方向有效泄油半徑僅有5.3m，所以此類(lèi)儲(chǔ)層只能采取水平井分段體積壓裂天然能量開(kāi)發(fā)，最終采收率6.4%。

4 結(jié)論

（1）以特低滲致密儲(chǔ)層滲透率為主線，開(kāi)展其巖性物性、啟動(dòng)壓力梯度、覆壓敏感性、孔喉中值半徑等靜態(tài)和可動(dòng)流體飽和度、水驅(qū)油效率等動(dòng)態(tài)指標(biāo)研究，進(jìn)而把延長(zhǎng)油田特低滲致密儲(chǔ)層劃分為四類(lèi)和非儲(chǔ)層，符合延長(zhǎng)油田異常低壓中淺層油藏實(shí)際。

（2）建立了延長(zhǎng)油田中淺層油藏低滲致密儲(chǔ)層分類(lèi)新方法。

（3）延長(zhǎng)油田致密油儲(chǔ)層滲透率小于0.1×10-3μm2，啟動(dòng)壓力梯度高于1.5MPa/m，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效注水開(kāi)發(fā)，水平井分段體積壓裂天然能量開(kāi)發(fā)是實(shí)現(xiàn)此類(lèi)油藏有效開(kāi)發(fā)的科學(xué)手段，最終采收率能得到6.4%。

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